本發(fā)明涉及掏槽孔測(cè)量，具體為一種考慮掌子面不平整度的掏槽角度與長(zhǎng)度精準(zhǔn)控制方法。

背景技術(shù)：

1、在隧道掘進(jìn)工程中，掏槽爆破是確保隧道開挖質(zhì)量和進(jìn)度的重要環(huán)節(jié)，掏槽鉆孔的角度與深度直接影響到后續(xù)的爆破效果。

2、然而，在實(shí)際施工中，掌子面可能存在不與隧道邊線相垂直的情況，由于上次爆破的影響，可能會(huì)出現(xiàn)掌子面出現(xiàn)傾斜的情況即掌子面不平整。此時(shí)，用原計(jì)劃的掏槽鉆孔方案會(huì)出現(xiàn)兩側(cè)掏槽孔的孔底深淺不一，且角度不同，影響到爆破效果和開挖質(zhì)量。目前，現(xiàn)有的掏槽爆破方法大多基于垂直于隧道邊線的掌子面即認(rèn)為掌子面是一個(gè)相對(duì)的平面，未結(jié)合實(shí)際考慮掌子面的不平整度，對(duì)于不平整掌子面的適應(yīng)性和控制精度有限，進(jìn)而對(duì)爆破效果產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種考慮掌子面不平整度的掏槽角度與長(zhǎng)度精準(zhǔn)控制方法，針對(duì)掌子面不與隧道邊線相垂直的情況，精準(zhǔn)控制掏槽角度與長(zhǎng)度。

2、本發(fā)明技術(shù)方案如下：

3、一種考慮掌子面不平整度的掏槽角度與長(zhǎng)度精準(zhǔn)控制方法，具體包括以下步驟：

4、s1、基于隧道地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)和實(shí)際掌子面的地質(zhì)預(yù)報(bào)信息，對(duì)實(shí)際掌子面的掏槽區(qū)域進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，確定預(yù)期掏槽孔和預(yù)期掌子面水平線ly的掘進(jìn)參數(shù)；

5、預(yù)期掏槽孔為楔形掏槽，包括位于同一平面的預(yù)期第一掏槽孔和預(yù)期第二掏槽孔，兩個(gè)掏槽孔處于同一水平面；

6、預(yù)期掏槽孔和預(yù)期掌子面水平線ly的掘進(jìn)參數(shù)包括預(yù)期掏槽長(zhǎng)度ltc，預(yù)期掏槽孔軸線與預(yù)期掌子面水平線ly夾角角度為θ；

7、s2、在實(shí)際掌子面正前方預(yù)設(shè)支架距離l3處，安裝支架并調(diào)平，且支架位于隧道開挖方向中線lk上，將激光測(cè)距儀與數(shù)據(jù)處理模塊安裝在支架上，頂端高度與預(yù)期掏槽孔軸線平齊；

8、s3、通過激光測(cè)距儀，獲得實(shí)際掌子面與兩側(cè)隧道邊線lb的交點(diǎn)m和n，到激光測(cè)距儀的距離l1和l2，對(duì)m和n進(jìn)行打點(diǎn)定位；獲得激光測(cè)距儀到兩側(cè)隧道邊線lb的水平距離l4，并對(duì)激光測(cè)距儀到兩側(cè)隧道邊線lb的水平交點(diǎn)o1和o2進(jìn)行打點(diǎn)定位；

9、s4、延長(zhǎng)預(yù)期掏槽孔的軸線，與實(shí)際掌子面的交點(diǎn)，獲得實(shí)際掏槽孔的位置；

10、s5、將預(yù)期掏槽孔和預(yù)期掌子面水平線ly的掘進(jìn)參數(shù)，以及實(shí)際掏槽孔的位置，輸入數(shù)據(jù)處理模塊；獲得實(shí)際掏槽孔與實(shí)際掌子面的角度，實(shí)際掏槽孔距離隧道開挖方向中線lk的長(zhǎng)度，以及實(shí)際掏槽孔掏槽長(zhǎng)度；

11、所述實(shí)際掏槽孔為楔形掏槽，包括位于同一平面的實(shí)際第一掏槽孔和實(shí)際第二掏槽孔，兩個(gè)掏槽孔處于同一水平面。

12、s5中，實(shí)際掏槽孔與實(shí)際掌子面的角度采用如下公式獲得：

13、x1=θ-γ=θ-arctan（l5/2l4），

14、x2=θ+γ=θ+arctan（l5/2l4），

15、其中，x1和x2分別為實(shí)際第一掏槽孔和實(shí)際第二掏槽孔軸線與實(shí)際掌子面的夾角角度；γ為自n向另一側(cè)隧道邊線lb引垂線nj后，∠mnj的角度；m與n在掘進(jìn)方向上的距離為l5。

16、s5中，隧道開挖方向中線lk與mn的交點(diǎn)為g，實(shí)際掏槽孔距離隧道開挖方向中線lk的長(zhǎng)度分別為實(shí)際第一掏槽孔孔口和實(shí)際第二掏槽孔孔口與g形成的線段長(zhǎng)度，采用如下公式獲得：

17、l11=[sin（90°-θ）/sin（θ-arctan（l2cosβ-l1cosα）/2l4）]·[ltc?sinθ+（l6/2）tanθ-l7]，

18、l12=[sin（90°-θ）/sin（θ+arctan（l2cosβ-l1cosα）/2l4）]·[ltc?sinθ+（l6/2）tanθ-l7]，其中，l11和l12分別為實(shí)際第一掏槽孔和實(shí)際第二掏槽孔開孔處距離隧道開挖方向中線lk的長(zhǎng)度；以激光測(cè)距儀所在位置為o點(diǎn)，on和om線與隧道開挖方向中線lk的角度為α與β；預(yù)期掏槽孔孔眼底部距離為l6；mn與隧道開挖方向中線lk的交點(diǎn)為g，og的長(zhǎng)度為l7。

19、s5中，實(shí)際掏槽孔掏槽長(zhǎng)度采用如下公式獲得：

20、ltc1=[sin（90°+arctan（l2cosβ-l1cosα）/2l4）/sin（θ-arctan（l2cosβ-l1cosα）/2l4）]·[ltc?sinθ+（l6/2）tanθ-l7]-（l6/2）/cosθ，

21、ltc2=[sin（90°-arctan（l2cosβ-l1cosα）/2l4）/sin（θ+arctan（l2cosβ-l1cosα）/2l4）]·[ltc?sinθ+（l6/2）tanθ-l7]-（l6/2）/cosθ，

22、其中，ltc1和ltc2分別為實(shí)際第一掏槽孔和實(shí)際第二掏槽孔的掏槽長(zhǎng)度。

23、l7長(zhǎng)度的具體推導(dǎo)步驟為：

24、l7=gu=og-ou，

25、其中og為激光測(cè)距儀到掌子面的預(yù)設(shè)支架距離l3，ou為激光測(cè)距儀到預(yù)期掌子面水平線ly的距離。

26、支架中設(shè)置有水準(zhǔn)氣泡進(jìn)行調(diào)平。

27、支架上設(shè)有角度刻度。

28、數(shù)據(jù)處理模塊包括處理器和存儲(chǔ)器，處理器與存儲(chǔ)器電連接，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序。

29、激光測(cè)距儀與處理器電連接。

30、處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序。

31、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明具備以下有益效果：

32、1.利用本發(fā)明可使得掏槽孔孔底位置處于同一深度，角度相同，避免爆破后繼續(xù)出現(xiàn)掌子面掘進(jìn)尺寸不同，導(dǎo)致掌子面傾斜的情況，提升爆破效果。

33、2.操作簡(jiǎn)便快捷，需要定位的測(cè)點(diǎn)少，提升施工作業(yè)效率。

34、3.適用性強(qiáng)，激光測(cè)距儀距離掌子面距離可隨意選取，且不受掌子面傾斜程度的影響。

35、4.能有效降低返工率，降低施工過程中的材料浪費(fèi)和返工成本，減少施工工期。

技術(shù)特征：

1.一種考慮掌子面不平整度的掏槽角度與長(zhǎng)度精準(zhǔn)控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，s5中，實(shí)際掏槽孔（10）與實(shí)際掌子面（8）的角度采用如下公式獲得：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，s5中，隧道開挖方向中線lk（5）與mn的交點(diǎn)為g，實(shí)際掏槽孔（10）距離隧道開挖方向中線lk（5）的長(zhǎng)度分別為實(shí)際第一掏槽孔孔口和實(shí)際第二掏槽孔孔口與g形成的線段長(zhǎng)度，采用如下公式獲得：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，s5中，實(shí)際掏槽孔（10）掏槽長(zhǎng)度采用如下公式獲得：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，l7長(zhǎng)度的具體推導(dǎo)步驟為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述支架（2）中設(shè)置有水準(zhǔn)氣泡（21）進(jìn)行調(diào)平。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述支架（2）上設(shè)有角度刻度（22）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊（3）包括處理器（31）和存儲(chǔ)器（32），處理器（31）與存儲(chǔ)器（32）電連接，存儲(chǔ)器（32）中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光測(cè)距儀（1）與處理器（31）電連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述處理器（31）執(zhí)行所述存儲(chǔ)器（32）存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及掏槽孔測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種考慮掌子面不平整度的掏槽角度與長(zhǎng)度精準(zhǔn)控制方法，包括確定預(yù)期掏槽孔和預(yù)期掌子面水平線的掘進(jìn)參數(shù)；獲得實(shí)際掏槽孔的位置；獲得實(shí)際掏槽孔與實(shí)際掌子面的角度、實(shí)際掏槽孔距離隧道開挖方向中線的長(zhǎng)度以及實(shí)際掏槽孔掏槽長(zhǎng)度，通過數(shù)據(jù)處理模塊將上述數(shù)據(jù)處理分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)考慮掌子面不平整度的掏槽角度與長(zhǎng)度精準(zhǔn)控制。利用本發(fā)明，可使得鉆爆法隧道施工降本增效，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：賈衛(wèi)東,李慶民,王曉勇,劉同江,劉忠磊,許衛(wèi)武,劉振國(guó),于本泉,夏萬(wàn)云,賈寶寧,吳偉煜,孔德桃,梁龍,李中輝,何志偉,魏元津,張文錫,周悅龍,畢元甲,杜廣澤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十四局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28